硫酸鋁生產設備的防腐措施分析

詹楚卉

湖南省桃江縣第一中學

硫酸鋁生產設備的防腐措施分析

詹楚卉

湖南省桃江縣第一中學

硫酸鋁是常見的無機化工產品，在造紙、水處理、食品添加劑、水泥建材、醫藥等行業有著廣泛的應用。在技術的進步下，硫酸鋁生產技術已經逐步發展成熟，鋁土礦加壓酸溶法得到了推廣，但是在工藝操作的影響下，設備很容易發生腐蝕。本文主要就硫酸鋁生產設備的防腐措施進行分析。

硫酸鋁 生產設備 防腐措施

1 引言

硫酸鋁屬于無機化合物，可以用于造紙、污水處理，做泡沫滅火器的原料等，與我們的日常生活密切相關。近幾年來，生產硫酸鋁的廠家越來越多，年產量也逐年增長，硫酸鋁產業在我國已然興起。隨著化工時代的到來，硫酸鋁的生產工藝逐步成熟，生產過程主要包括磨粉、反應、固液分離、濃縮、結晶、粉碎、包裝等程序。由于硫酸鋁的化學性質，使其在反應過程中會對工廠的相關設備及儀器進行腐蝕，需要花費一定的經費進行維護。這就需要合理的選擇設備并做好防腐措施，來節約成本。本文針對硫酸鋁的化學性質，本著經濟適用的原則，探討硫酸鋁的生產設備腐蝕與防護措施。

2 硫酸鋁生產所需設備的保護措施

在硫酸鋁的生產中，必須有攪拌這一過程，攪拌的時候必須要控制好速度，此時就會對調漿罐產生磨損。不僅如此，硫酸鋁溶液的弱酸性也會對其產生腐蝕，這就對制作調漿罐的材料做出了嚴格的要求。合格的調漿罐既需要耐磨又需要耐腐，因此材料的選擇可以選用碳鋼、不銹鋼等，都可滿足上述要求。

攪拌的過程中，必然要用到攪拌槳，而攪拌槳材料的選擇又是一大難題。目前在常用的有機材料和無機金屬、非金屬材料中，還沒有一種能夠完全勝任攪拌槳的材料。在這種情況下，只能選擇常用的碳鋼表層搪鉛，從攪拌這一過程中入手。在保證攪拌速度不影響反應的發生和均衡進行的條件下，將攪拌速度適當的降低，可以提高攪拌槳的使用壽命。目前大部分公司選用的都是這種方法。

除了調漿罐之外，在硫酸鋁生產過程中還有一個重要的容器—“反應釜”。鋁土礦和硫酸在進行加壓反應生產硫酸鋁的時候必不可少的一個容器就是反應釜，因為要進行加壓反應，反應釜需要承受的溫度高達170℃左右，還要承受高壓酸腐蝕等破壞。經過多次的篩選發現，以碳鋼為材料做外殼的效果最好，可將外殼分為三部分來做，最里層為耐酸板塊，中間用厚度大約是4mm的搪鉛層作為隔離層，最外層涂上一層瓷板絕緣。用搪鉛層作為隔離不僅可以起到隔熱防滲的作用，還可以對溫度起到一個緩沖的效果，使殼體溫度變化不那么迅速，從而起到保護瓷板的作用。在材料的選擇上，最外層的瓷板一定要選擇耐酸性腐蝕耐高溫的瓷板，因為容器的表面不僅要承受酸性溶液的腐蝕還要承受高溫的灼燒。如若只選用耐酸性的瓷板，在溫度急劇變化的時候，耐酸性瓷板很容易發生脫落，因此瓷板的選擇一定要嚴格按照要求。至于反應釜的最里層可選擇水玻璃凝膠，雖然水玻璃凝膠抗酸性能不強，但其在較高溫度下依然可以使用，可作為最里層材料的首選。

反應釜中用來放出物料的物料管，在物料浸泡的過程中其內外層都會受到腐蝕，因此也可以在鋼管外的表面搪一層鉛，以起到保護的作用。至于在出物料管道材料的選擇上，可以用不銹鋼材質，也可以選用玻璃鋼材質。閥門是進出料必不可少的裝置，可供選擇的閥門有多種，不過放料閥、排氣閥收到的腐蝕最多，因此這兩個閥門必須要選擇抗腐蝕能力強的閥門。

3 硫酸鋁生產工序的防腐措施

硫酸鋁生產工序較為復雜，但沉降和蒸發是其中相對重要的兩道工序。沉降槽的外殼使用特定的碳鋼制成，隔層采用的是黏力效果強的環氧玻璃鋼，襯里的則為耐酸瓷板，這種結構從幾百年前開始使用一直沿用至今，從未被損壞。而對于之前使用的不銹鋼攪拌罐早已廢棄，改為效果更好的PPR管。渣漿泵的材質可用耐磨耐腐的塑料泵，也可用橡膠襯里泵，不過塑料泵在反應過程中容易發生磨損，因此使用第二種的居多。渣漿管道用不銹鋼管、PPR管皆可，閥門若選用膠管閥，其不能用在進溶液的口上，會使溶液遭到污染。

蒸發過程中所需要做的防腐措施更為嚴格。蒸發器的桶體同樣用搪鉛層作為隔離層，襯里則用兩層耐酸瓷板。桶底的設計也需要注意不能是平地，必須要橢圓底或是圓錐形底。平底在加熱的時候會由于受熱不均勻而使底部變形，致使瓷板脫落。

蒸發過程中由于溫度過高而需要換熱管來進行溫度的調節，換熱管選用的是自鈍化型金屬—鈦，由于鈦的穩定性極高，相對應的耐蝕性效果也非常好。不過由于鈦在吸氫后極易破碎，此時就可以采用陽極保護措施，將鈦管的使用壽命延長。

4 結語

硫酸鋁生產中由于會應用到大量的設備，導致腐蝕問題頻發，防腐措施的制定需要進行長時期研究，在未來階段下，還需要對其控制方法、防腐機理、加工制造技術進行深入的研究。

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